JPH0377715B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0377715B2
JPH0377715B2 JP62293868A JP29386887A JPH0377715B2 JP H0377715 B2 JPH0377715 B2 JP H0377715B2 JP 62293868 A JP62293868 A JP 62293868A JP 29386887 A JP29386887 A JP 29386887A JP H0377715 B2 JPH0377715 B2 JP H0377715B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
signal
transfer
packet
packets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62293868A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63155962A (ja
Inventor
Jan Maria Etsusaa Reonarudo
Geraadosu Koruneriusu Batsukaa Yakobusu
Guiraume Koretsuto Marunitsukusu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS63155962A publication Critical patent/JPS63155962A/ja
Publication of JPH0377715B2 publication Critical patent/JPH0377715B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/14—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices
    • H04N3/15—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by means of electrically scanned solid-state devices for picture signal generation
    • H04N3/155—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor
    • H04N3/1568—Control of the image-sensor operation, e.g. image processing within the image-sensor for disturbance correction or prevention within the image-sensor, e.g. biasing, blooming, smearing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/62—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels
    • H04N25/625—Detection or reduction of noise due to excess charges produced by the exposure, e.g. smear, blooming, ghost image, crosstalk or leakage between pixels for the control of smear
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/72—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors using frame transfer [FT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は撮像された像の信号の転送時に、撮像
された像の局所的なインテンシテイを示す２個の
連続する信号電荷パケツトの間に、当該電荷の転
送中に捕集されるスミア電荷と暗電流電荷とを示
す参照電荷パケツトが転送される電荷転送チヤン
ネルを有している電荷結合素子を具備する半導体
本体を有しているCCD撮像装置に関するもので
ある。
CCD撮像装置はいくつかのタイプに分類され
る。最も良く知られているタイプはインターライ
ン型センサとフレーム転送型センサである。イン
ターライン型センサは、受光素子（ピクセル）の
多くの列から構成されていて、捕集された画像が
蓄積期間の間に電荷パケツトに変換され、そのパ
ケツトのサイズが捕集された画像の局所的なイン
テンシテイに対応しているものである。列の間に
は、電荷パケツトが垂直方向に転送されて水平方
向の読み出しレジスタに到達するように電荷結合
素子が配置されている。殆どの場合、電荷結合素
子は不透明の膜又は反射膜により遮蔽されていて
入射する放射線を防いでいる。
フレーム転送型の撮像装置は主に長さ方向に画
像撮像部と保持部に分割されている数多くの隣り
合つた電荷結合素子のみからなる。画像は、撮像
装置部に投影され電荷パケツトのパターンに変換
され、蓄積期間の後、即座に保持部に転送され水
平方向の読み出し素子によつてシリアルに読み出
される。
ここに述べた型の撮像装置以外にも、ライン転
送型の撮像装置のような他の型のCCD撮像装置
も知られているが、これには以下で述べるような
問題があり、本発明の方法がそれを解決してい
る。
電荷結合撮像装置で生じる問題として知られて
いるものにいわゆるスミアがある。これは画像表
示中、画像の中に垂直のたてじまになつて顕著に
現れる。このスミアは電荷結合素子に於ける転送
によつて生じるものである。転送中、その電荷パ
ケツトは同じ列の中の他の画像点を通過し、通過
する度にこれらの画像点又はその近くで発生して
いる電荷を捕集してしまう。もし局所的にインテ
ンシテイが非常に高いと、表示している間その列
全体がこの効果によつて白くなつてしまう。
動画に関してそのスミア問題を解決した最初の
パラグラフに述べた種類のCCD撮像装置は、昭
和57年11月27日に特願昭57−208299号として出願
され、昭和59年６月８日に公開された特開昭59−
99882号により公知となつている。この公開公報
にはインターライン型のCCDセンサが記載され
ていて、２個の電荷結合素子が画像点の２つの隣
り合う行の間に位置し、ある行の中のピクセルは
その行の両側にある電荷結合素子と交互に結合さ
れている。電荷結合素子１個当りのステージの
数、つまり一つの電荷パケツトを構成することの
できる電極からなる一つのグループは、この電荷
結合素子に関与するピクセルの数のほぼ倍であ
る。その結果、信号電荷を保有するポテンシヤル
井戸同士の間毎に、１個の“空の”ポテンシヤル
井戸を、その電荷転送チヤンネルを介して、転送
することが可能となる。空という単語に“ ”を
つけることによつて、これらのポテンシヤル井戸
は信号電荷を保有せずその意味では“空”である
ことを示すようにしている。この信号転送中、こ
れらの“空の”ポテンシヤル井戸は信号電荷を含
むポテンシヤル井戸が通過する場所と同じ場所を
通過するので、信号電荷と同様なスミア電荷を捕
集することになる。信号電荷量を正確に決めるた
めに、信号電荷を保持するポテンシヤル井戸に保
持されている電荷パケツトからこれらのスミア電
荷が減算される。この既知の方法をインターライ
ン型センサに用いることは可能であるが、フレー
ム転送型センサに用いることはできない。と言う
のはこの方法に於いては、電荷結合素子は同時に
感光素子にもなつているので捕集された放射線が
蓄積期間の間に電荷に変換されてしまうからであ
る。
この既知の方法のもう一つの問題点は、ここに
説明したスミア電荷の発生に於いては垂直方向の
電荷結合素子に毎回附加的ステージを必要とする
ことである。そしてこれは半導体結晶上に余分な
スペースを必要とすることになり、そして／又は
行及び／又は列方向の単位長さ当りのピクセルの
数を増大させることが困難になる。
本発明の目的は、中でも最初のパラグラフで述
べた種類のCCD撮像装置に対して、インターラ
イン型のみならずフレーム転送型のセンサにも使
用できる、スミア効果を示す参照電荷パケツトを
発生させる方法を提供することにある。本発明の
もう一つの目的は、特に撮像装置の感光領域に余
分のスペースを全く必要としないか又は殆ど必要
とせずにスミア効果を示す電荷パケツトの発生方
法を提供することである。本発明は、中でも参照
電荷用の附加ポテンシヤル井戸は電荷転送の間の
み必要であつて、それ故、蓄積期間中には必要で
はなく、電荷転送の直前又は電荷転送中に２つの
連続する信号電荷の間に、参照電荷用の別の井戸
を、それらの信号の間の間隔を拡げて発生させる
ことができるという認識に基づいている。
最初のパラグラフに記載されたようなCCD撮
像装置に関する本発明の特徴は、ポテンシヤルバ
リアによつて互いに分離されていてかつ２個の当
該信号電荷パケツトが保持されている２個のポテ
ンシヤル井戸を、当該電荷を転送する前に、チヤ
ンネル内に発生させ、次に電荷転送開始の時点で
前記信号電荷パケツト間の距離を、これらのうち
の少なくとも１個の信号電荷パケツトの位置を変
位させることにより拡大させ、これらの信号電荷
パケツト間に前記電荷転送の際にも転送される第
３のポテンシヤル井戸を発生させて、前記参照電
荷パケツトを形成する手段が設けられた点にあ
る。
本発明のCCD撮像装置に於けるCCDステージ
の数は、基本的には列当りのピクセルの数によつ
て決まる。参照電荷パケツトに対してさらに
CCDステージを必要とすることはなく、少なく
ともセンサの感光領域にはそのようなステージを
必要としないという事実によつて、本発明はフレ
ーム転送型のCCDセンサに於けるスミア補償に
特に有効である。
信号電荷の発生前にすでに電荷結合素子内に存
在していたスミア電荷と暗電流の影響を実際上完
全に除去できる利点を有する本発明の好ましい重
要な実施例の特徴は、全ての信号電荷がその電荷
結合素子又はそれに対応する部分から除去された
後、その部分に捕集されたリーク電流及び／又は
スミアによる残留電荷が、次のフレームの信号電
荷がその電荷結合素子に捕集される前に、除去さ
れる手段が設けられている点にある。
アコーデイオンセンサとも呼ばれている重要な
CCD撮像装置の型も又、Techn.Digest of the
lnternational Electron Devices 1984の第40〜
43頁に於てA.J.P.Theuwissen外による“The
Accordion lmager：An Ultra High Density
Frame Transfer CCD”という文献、及び公開
された本出願人によるヨーロツパ特許出願
0128615、0161023及び0159758に記載されている。
これらの既知の装置に於いても、電荷転送の間、
連続する電荷パケツト間の距離は拡大されてい
る。しかしながら、これらの素子に於いては本発
明とは異なつて、転送のフエーズ数によつて本質
的に決まるよりもはるかに大きく受光素子（ピク
セル密度）の密度を増加させなければならない。
このようにして、フレーム転送型センサに於い
ては、受光部を蓄積期間の間、１個置きの電極に
より信号パケツトが形成される２相CCDとして
動作させることが可能であり、一方電荷転送時に
は４本の電極につき１個の電荷パケツトを発生さ
せる４相システムとして動作させる。信号の混合
を防いで、アコーデイオン原理によつて、４相で
信号を転送し２相により画像を記録することが可
能となる。その結果、通常の４相転送に関しては
ピクセル密度を２倍にすることができる。同様に
して、電荷を４相モードで転送し、２相モードで
保持することができる。
これらの既知の装置に於いては、信号電荷は、
２個の連続する信号電荷の間にある電極の数が電
荷転送の相の数に対応する距離しか離間されてい
ない。スミア問題の解決は前述の刊行物には記載
されていない。
アコーデイオンセンサの利点とスミア抑圧の利
点を結合させた重要な好ましい実施例は、ｎをｍ
より大としたとき、電荷結合装置を信号電荷の蓄
積時にはｍ相素子として動作させ、電荷転送時に
はｎ相素子として動作させ、転送時、電荷パケツ
トの混合を避けるために、一連の電荷パケツトに
於いて、電荷パケツトの転送を常に先の電荷パケ
ツトより後に行い、つまり、先行する電荷パケツ
トからの距離が充分大きく、少なくとも２個の連
続する信号電荷の間の距離が、これらの信号電荷
の間に参照電荷が発生する前記第３のポテンシヤ
ル井戸を誘起させるのに充分な距離になる時のみ
その転送を行う点と、先頭の信号電荷と参照電荷
との間の距離及び参照電荷とそれに後続する信号
電荷との間の距離を、この後続信号電荷が転送さ
れる前に先ず充分に大きくさせなければならない
点に特徴がある。
本発明のいくつかの実施例と添付の図面により
さらに詳細に説明する。
先づ、本発明の原理を第１図により説明する。
第１図は、本発明のCCD撮像装置１の動作中の
各ステージを示している。
この例の撮像装置は、数多くの平行して垂直に
並ぶ電荷結合素子２から構成されている。第１図
t1に於いては２例のみが示されている。通常の装
置と同様に、この装置も大きく分けて３個の部分
からなつている。それらは画像が投影され電荷パ
ターンに変換される画像センサ部分３、発生した
電荷パターンが保持される保持部分４及び保持さ
れた情報をシリアルに読み出すことのできる垂直
読み出しレジスタ５である。これらの３個の部分
は、電荷結合素子２と同様に、点線で示されてい
る。時刻t1に於いては、画像が電荷パターンに変
換されそして保持部４は完全に空になつている。
図に示す装置では、簡単化のために、実線で示す
画像ライン６〜９のみが示されている。しかしな
がら、実際の装置では、この数は相当多くなる。
この装置は前述したアコーデイオン原理により
動作し、少なくとも蓄積期間に於いては画像セン
サ部３はｍ相素子として、転送期間にはｍより大
きいｎ相（ｎ＞ｍ）素子として動作するものとす
る。しかしながらこの記載から明らかなようにこ
のことは必ずしも必要ではなく、又本発明は蓄積
期間及び転送期間の両方に於いてｎ相素子として
動作するような装置にも用いることができる。
t2では、最下端の画像ラインつまり画像ライン
６が移動して保持部４に到達する。画像ライン
７，８及び９は、それらの位置を変化させないの
で画像ライン６と７の間の距離は大きくなる。ア
コーデイオン型の既知のCCDセンサに於いては、
次の転送段ではライン７がライン６と同時に移動
する。
しかしながら、本発明のセンサでは、第１図の
t3で、画像ライン６はｎ相の転送に対応してCCD
の１段分だけ移動する。一方ライン７〜９は移動
せずライン６と７の間に新しいポテンシヤル井戸
のライン６′が形成される。図面に於いて、この
ラインは−×−×−の線で示されている。ライン
６′は蓄積期間に画像ライン６の領域で発生させ
るのが良い。次段のt4では、画像ライン６と、ラ
イン６に対する参照ラインとなるライン６′がｎ
相の転送手段によつて同時に移動する。もしライ
ン６′と７の間の距離が充分に大きい場合には、
画像ライン７もt5に於いてライン６′とライン６
と共に同時に移動する。このときライン８と９は
転送されない。t6で、画像ライン７をｎ相のCCD
段だけその元の蓄積された位置から離間させ、画
像ライン７の元の位置で画像ライン７に対する参
照電荷を形成するために、ポテンシヤル井戸のラ
イン７′を発生させる。t7では、画像ライン８と
９が固定されたまま、ライン６，６′，７，７′が
転送される状態が示されている。t8で、画像ライ
ン８の転送が開始され、t9で参照ライン８′が生
成される。t9では、第１画像ライン６が画像保持
部４の最下位の保持ラインに到達する。このライ
ンは当座の間さらに転送されることはない。t10
で、参照ライン６′が画像保持部４の最下位から
２番目のラインに到達し、当座の間そこに留ま
る。t11で、最後の画像ライン９の転送が開始さ
れ、t12で参照ライン９′が生成される。ライン
６，６′に関して述べた方法と同様にして、残り
のラインが画像保持部に導入される。t16で、全
ての画像ライン６〜９がそれらの参照ライン６′
〜９′と共に画像保持部４に導入される。
参照ラインは各画像ラインに対応するので、画
像保持部の蓄積容量はセンサ部３の倍となる。各
参照ライン６′，７′，８′，９′が対応する画像ラ
インと同じかあるいは殆ど同じ画像部の部分を通
過して来ているという事実により、参照ラインの
中のスミア電荷は、画像センサ部から保持部への
転送時に、画像ラインにより捕集されるスミア電
荷と本質的に等しくなる。それ故、各画像信号を
読み出す間、画像ライン６，７，８等から参照ラ
イン６′，７′，８′，９′等により発生した対応ス
ミア信号を減ずることによつて、その画像の各点
での明るさについての正確な情報が得られ、かつ
転送時のスミア及び／又は暗電流によつて乱され
ていない信号を得ることができる。
参照ライン６′，７′等は、保持部４に附加的ス
ペースを占めることにはなるが、画像センサ部３
のピクセル密度及び垂直方向の解像度には悪影響
を与えることはないことに注意されたい。
第２ａ図は、本発明の電荷結合素子の実施例を
示す。この図は、半導体本体１１に設けられた
CCDチヤンネル２を有するセンサ部３の断面図
である。この装置はｎチャンネル型で情報は電子
のパケツトからなるものとしている。しかしなが
ら、さらに説明するまでもなく本発明がｐチヤン
ネル型の装置にも用いることができることは明か
であろう。この装置は埋め込みチヤンネル型
（BCCD）でも表面チヤンネル型（SCCD）でも
良い。電荷転送は直接に行われるものとする。半
導体基板の表面には一連のクロツク電極１２〜１
８が形成されている。図には７個の電極しか示さ
れていないが、実際の数はかなり多い。これらの
電極は、単層又は多層技術による既知の技術によ
つて互いに重なり合つたり又は重なり合わないよ
うに形成される。ゲート絶縁膜となる酸化薄膜は
電極間及び半導体基板の表面に形成される。図に
は４本のクロツクラインと、クロツク電圧F1，
F2，F3及びF4が表示されている。さらに、図に
は２本のライン２０と２１が示されていて、高レ
ベルＨ及び／又は低レベルＬの電圧が印加され
る。電圧Ｈがライン２０，２１のうちのどちらか
に印加されると、電圧Ｌは同時に他のラインに印
加され、又その逆も生じる。そのため図面ではラ
イン２０がＨ／Ｌ及びライン２１がＬ／Ｈと表示
されている。電極１２〜１８は、各々スイツチ２
２ａ，２２ｂ，２２ｃ等に接続されていて、各電
極はクロツクラインF1，F2，F3，F4のどれか、
又はライン２０と２１のどれかに接続されてい
る。スイツチ２２は、隣り合う２個の電極間で互
い違いにライン２０，２１に接続されている。
装置の動作については、例えば、前述した公開
済みのヨーロツパ特許出願EP−Ａ No.0123615に
その原理が示されている。本発明の説明のために
第２ｂ図に動作中のt1〜t10の10個の時刻でのポテ
ンシヤル分布が示されている。ここで正のポテン
シヤルは下向きにプロツトされている。撮像され
た画像が電荷パターンに変換される蓄積期間の
間、電極には固定電位が印加される。つまり電極
１２に電圧Ｌが印加され、電極１３には電圧Ｈが
印加され、電極１４には再び電圧Ｌが印加される
という風に続く。半導体本体には、第２ｂ図t1に
示されるように、偶数電極下のバリア２３と、奇
数電極下のポテンシヤル井戸２４からなるポテン
シヤル分布が形成される。そのサイズが局所的な
光強度に対応している電荷パケツトが井戸に形成
される結果、半導体本体に発生した光電流がポテ
ンシヤル井戸２４内に蓄積される。その電荷パケ
ツトは図面中斜線で示されている。電荷パケツト
は一つ置きの電極に保持されていることに注意さ
れたい。それ故画素（ピクセル）１個は２個の電
極に対応し、このことは通常の４相転送で動作す
る装置に比較してピクセル密度が倍になつている
ことを意味している。このピクセル密度が倍にな
るということはアコーデイオン原理によるもので
あるが、このことは前述のヨーロツパ特許出願
EP、0128615及びInvited Papers Presented at
teh fifteenth European Solid State Device
Research Conference、Aachen，September
1985の第183〜200頁のM.G.Colletの“Solid
State lmage Sensors”と題する論文、特に第１
０図とその説明に示されている。
保持された電荷を転送するために、スイツチ２
２ａと２２ｂの切り替えに依つて、先ず、クロツ
ク電極１２と１３がクロツクラインF1，F2に接
続され、その結果電荷パケツト２４が転送され
る。第２ｂ図に於て、これは時刻t2，t3でのポテ
ンシヤル分布によつて示される。電荷パケツト２
４と次のポテンシヤルに蓄積される電荷パケツト
２５の距離は非常に大きいので、既知のアコーデ
イオンモード動作によつて、電荷パケツト２５を
パケツト２４と２５が互いに混合することなく転
送させることが可能となる。しかしながら、本発
明の場合には、スイツチ２２ｃと２２ｄは当面そ
れらの元のスイツチポジシヨンに留まるので、電
極１４，１５での電圧は変化せず電荷パケツト２
５は当座の間転送されない。この状態で４相クロ
ツクF1，F4により、新しいポテンシヤル井戸２
６が電極１３（t4）の下に発生する（第２ｂ図）。
次の電荷転送時、このポテンシヤル井戸は左側に
転送され、ある量の電荷２７が徐々に捕集され、
これがパケツト２４の転送中に捕集されるスミア
電荷に対する補償対策となる（参照、第２ｂ図、
t5）。パケツト２５からの距離が充分大きいとき
は、スイツチ２２ｃと２２ｄを切り替えることが
できる。その結果、電極１４，１５は、各々、ク
ロツクラインF3とF4に接続される。すると電荷
パケツト２５もパケツト２４と２７と共に同期し
て転送される（第２ｂ図、t7，t8）。パケツト２
５が最初蓄積されていた位置で、再びポテンシヤ
ル井戸２８が誘起される。次の転送時に参照電荷
２９（t9，t10）がこの場所で捕集される。パケツ
ト２９のサイズはパケツト２７のそれと必ずしも
等しくなくても良い。なぜならば、電荷パケツト
２９は異なつた距離、特にパケツト２７よりも長
い距離を通過する必要があるからである。第２ｂ
図のt10で示されるように、最後の信号電荷パケ
ツト３０も転送される。
この信号電荷と参照電荷は、ここで記載した方
法でセンサ部から保持部へ転送させることができ
る。保持部に保持された信号電荷は、前述の刊行
物に示されているような２相モードによつて処理
することもできる。
第３図は、本発明の装置の一実施例のブロツク
回路図である。この図には、クロツク電極１２〜
１８とそれらに関連するスイツチ２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ等が線図のみで示されている。これら
はクロツクラインF1〜F4の１本又はＨ／Ｌもし
くはＬ／Ｈラインのどちらかに接続され、少なく
とも１サイクルの間、これらには固定電圧が印加
される。スイツチ２２はシフトレジスタ３２によ
り駆動され、各段はスイツチ２２に接続されてい
る。この実施例に於いては、シフトレジスタは３
２ａと３２ｂの２個の部分に分割されていて、部
分３２ａは偶数番号の電極に接続され、センサの
一方の側に配置され、部分３２ｂは奇数番号の電
極１３，１５，１７等に接続され、センサの別の
側に配置されている。もちろん、１個のみのシフ
トレジスタ３２による実施例も可能であるが、１
個のシフトレジスタ又は１個のシフトレジスタの
一部をマトリツクスのどちらかの側に配置するこ
の実施例は、本装置を設計する上で大きな利点を
もたらす。シフトレジスタ３２ａ，３２ｂの入力
ターミナルに、入力信号IMが印加される。これ
はクロツク電圧φ1，φ2，φ3，φ4の制御に依つて
左から右へシフトレジスタの中を通過する。シフ
トレジスタ３２ａ，３２ｂは一連のインバータ段
３３，３４からなり、それらのインバータ段はク
ロツクφ1〜φ4で制御されるスイツチ３５の間に
接続されている。インバータ段はスイツチ２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ等に接続されてい
て、インバータ回路３３の入力又はインバータ回
路３４の出力が高レベルであるとき、それに接続
されているクロツク電極がクロツクラインF1〜
F4のうちの１本に接続され、インバータ回路３
３の出力又はインバータ回路３４の入力が高レベ
ルのとき、そのクロツク電極は直流電圧Ｌ／Ｈに
接続されるように構成されている。
第５図はクロツク電極１２に接続されているシ
フトレジスタ３２ａの１段の回路図を示し、第６
図はそれを具体的に実施可能とする一回路図であ
る。インバータ３３は、高電圧＋と低電圧−に接
続されている２本の電源３６，３７の間のｐチヤ
ンネルMOSトランジスタT1とｎチヤンネルトラ
ンジスタT2の直列接続からなる通常の回路の構
成からなる。T1とT2のゲート電極は、１個のｎ
チヤンネルMOSトランジスタから構成されるス
イツチ３５の主電極領域に共通に接続されてい
る。スイツチ２２ａは２個のｎチヤンネルトラン
ジスタT3とT5と２個のｐチヤンネルMOSトラン
ジスタT4とT6から構成されている。トランジス
タT4とT5のゲートはインバータ３３の入力に接
続されていて、トランジスタT3とT6のゲートは
インバータ３３の出力に接続されている。第６図
の回路は次のように動作する。インバータ３３の
入力が高レベルにあつて、それ故この段３３の出
力が同時に低レベルにあるとき、トランジスタ
T5とT6が導通するとトランジスタT3とT4が非導
通となる。するとクロツク電極１２が導通トラン
ジスタT5，T6を介してクロツクラインF1に接続
される。一方、インバータ段３３の入力と出力
が、それぞれ低レベルと高レベルの場合には、ト
ランジスタT3，T4は導通状態で、トランジスタ
T5とT6は非導通状態となり、その結果クロツク
電極１２は直流ラインＬ／Ｈに接続される。
第３図の回路動作の説明のために、第４ａ図に
クロツク電圧F1〜F4及び電圧ＬとＨが時間の函
数として示されている。一方、シフトレジスタ３
２の入力信号IMと電圧V12〜V17が時間ｔの函数
として示されている。φ1＝φ3及びφ2＝φ4である
ものとする。クロツクF1〜F4は90゜重なつた通常
の４相クロツクである。開始点では、電極１２，
１４，１６等が低電圧レベルＬで、奇数番号の電
極が高電圧レベルＨであるという蓄積期間の状況
にある。これらの電極下には信号電荷が蓄積され
るポテンシヤル井戸が形成され、偶数番号の電極
の下にはお互いに信号電荷を分離するポテンシヤ
ルバリヤが存在する。インバータ回路３３の入力
は低電圧レベルＬであり、出力はこの状態では高
電圧レベルＨである。一方、インバータ回路３４
の入力は高レベルでそれらの出力は低レベルであ
る。t0（第４ｂ図）で、IMがＬからＨに変化す
る。t1で、φ1（＝φ3）が高レベルのとき、この入
力信号はシフトレジスタ３２ａと３２ｂの第１イ
ンバータ段３３の入力に加えられる。次にこれら
のインバータ段の出力がＬになり、クロツク電極
１２と１３がクロツクラインF1とF2に接続され
る。クロツク電極１３の下に蓄積された信号はク
ロツク電極１３が低レベル(L)になつた瞬間にクロ
ツク電極１２の下に転送される。次いで、V13が
再びＨになり、スミア電荷を捕集するためにクロ
ツク電極１３の下に（第４ｂ図中＊で示されるよ
うに）、附加ポテンシヤル井戸が形成される。φ2
が発生すると（t2）、このポテンシヤル井戸はさ
らにクロツク電極１２の下の半導体領域及び／又
はその左側に位置する半導体領域に転送される。
インバータ回路３４の入力の出力の状態が変化
し、その結果、クロツク電極１４と１５が各々ク
ロツク電圧F3とF4に接続される。クロツク電極
１５の下に蓄積された信号が除去されると正電圧
パルスV15に第４ｂ図に＊で示される参照信号を
発生させるための新しいポテンシヤル井戸が再び
もとの場所に形成される。
このポテンシヤル井戸がシフトされると、電極
１６，１７がt3でのパルスφ1によつて、各々、ク
ロツクラインF1とF2に接続され、次段のインバ
ータ回路３３の入出力状態も変更される。このよ
うにして、センサ部に蓄積された信号電荷の全体
パターンは保持部に向かつて４相クロツクによつ
て転送され、２相モードによつて保持されること
が可能となる。センサ部が完全に空である場合に
は、次のフレームの準備ができる。この目的のた
めに、シフトレジスタ３２ａ，３２ｂの入力IM
にIM＝０の入力信号が再び加えられる。この信
号は、クロツクφ（先の電荷転送の時と必ずしも
同じ周波数である必要はない）によつて、シフト
レジスタ３２ａ，ｂが再びここで述べた電荷転送
の前と同じ状態になるまで、シフトレジスタの中
をシフトする。クロツク電極１２〜１７は、次い
で、再び、直流ライン２０，２１に接続される。
レベルＨとＬが再びこれらのラインに加えられる
と、ピクセルは先のフレームと同じになる。しか
しながら、望ましくは第２フレームに対しては、
ライン２０と２１にはそれぞれ低レベルＬと高レ
ベルＨが加えられるのが良い。その結果、この場
合には奇数番号の電極下にバリヤが形成され、偶
数番号の電極下に、光電流が蓄積されるポテンシ
ヤル井戸が形成されることになる。第１フレーム
に対して、ピクセルを1/2ピツチ以上変位させる
と、ラインの数を倍にすることができる（インタ
ーレーシング）。このときは転送中に於いてはφ1
＝φ4及びφ2＝φ3の条件が必要である。
１フレームが記録される前にポテンシヤル井戸
を空にするのが望ましい。というのは上述の電荷
転送の間にスミア電荷が再び発生する可能性があ
るからである。この電流電荷を除去する第１の方
法は負電圧パルスをライン２０と２１に印加する
ことで、場合に依つては基板電位の変化と共に行
つても良いが、これによつて基板内に捕集された
如何なる電荷も消失させることができる。この電
荷を除去する他の方法について第７及び８図を参
照して説明する。
第７図はセンサ部３、保持部４及び垂直読み出
しレジスタ５からなる上述した種類の撮像装置を
線図的に示している。センサ部３の上側、つまり
保持部から離れた側にｎ型のドレイン領域３８が
形成されていて、接続線３９によつて電子を排出
させるのに充分な電圧が印加される。本装置の動
作には、ここで述べた４相装置に於いては電荷の
転送方向を決める内部ポテンシヤルバリヤが不必
要なので、電荷転送の方向を変更させることがで
きるという事実が利用されている。
第８図は、この動作の説明のためのクロツクダ
イアグラムを示す。時間間隔Ａに於いては、転送
中のクロツク電圧F1〜F4は第３及び４ａ図の場
合と同様であつて、センサ部３に保持された電荷
パターンは保持部４に転送され、正のパルスが
F4，F3，F2，F1等の順で印加される。全体の電
荷パターンがシフトされ保持部に参照チヤージと
共に保持されると、クロツク進行順序は、第８図
の時間間隔Ｂで示されるように逆転する。
今度は正のパルスはF1，F2，F3，F4等の順番
で発生する。センサ部に於いて、信号電荷が保持
部に転送される間に発生するインタフエランス電
荷はこの場合には上向きにドレイン領域３８に転
送される。クロツクφ1，φ2によつてシフトレジ
スタ３２ａを徐々にシフトする入力信号IM−Ｏ
も又シフトレジスタ３２ａ，３２ｂに加えられて
いるので、クロツク電極１２，１３；１４，１５
等は次々と直流ライン２０，２１に接続される。
その瞬間から、電極の下でスミア電荷はもはや捕
集されないことになる。ドレイン３８に最も近い
最後のクロツク電極が、直流ライン２０，２１の
どちらかに接続されると、センサ部からは完全に
スミア電荷が除去され次のフレームへの準備がで
きる。
この方法によると、センサ部の下側のピクセル
からスタートするある列内にあるピクセルは、次
のフレームの蓄積段と結がるように始まる。この
時間差は、クロツクφ1，φ2がこの目的のために
使用されるとすると、ここで述べた原理によつて
フレーム転送中に得られる時間差によつて補償す
ることができる。
第９図は第７図に示された装置の変形例を線図
的に示したものである。この図も又数多くの電極
１２，１３，１４，１５等を線図的に示してい
る。第３図に示された実施例と比較して、この場
合には奇数番号のクロツク電極のみがシフトレジ
スタ３２によつて駆動される。クロツク電極１
２，１４等、つまり、偶数番号の電極は交互にク
ロツクラインG1とG2に接続されている。このよ
うな複合された駆動法を有する電荷結合装置は、
本出願人により「電荷結合装置」として昭和62年
11月20日に出願されている日本特許出願に記載さ
れている。第１０ａ及び１０ｂ図と第１１ａ及び
１１ｂ図に基づき、この装置の動作について説明
する。第１０ａ図は、発生した信号電荷の蓄積期
間後、第９図に示されていない保持部にその電荷
が転送される各時点でのポテンシヤル分布を示
す。第１１ａ図は当該クロツク電圧V13，V15，
V17等とクロツク電圧G1及びG2を時間ｔの函数と
して示したものである。蓄積期間中に正電圧レベ
ルに保たれるクロツク電極１３，１５，１７等に
よつて蓄積ゲートが形成されるものとしている。
クロツクG1とG2は、電極１３，１５，１７での
当該直流レベルより共に低い２個のレベルの間で
変化する。
第１０ａ図１は、時刻t0（第１１ａ図）での状
態を実線で示している。電極１３，１５，１７の
下には信号電荷４１，４２，４３等が保持されて
いる。このときのポテンシヤル井戸はクロツク
G1とG2に対応する異なつた高さのポテンシヤル
バリヤによつて両側が制限されている。t1で、
V13は低レベルに変化し、その結果電極１３の下
の（負の）ポテンシヤルレベルは第１０ａ図１で
示される点線のレベルまで上昇する。低レベル
V13はクロツクG1とG2の高レベルと低レベルの間
に設定され、その結果電荷４１はクロツク電極１
２の下の低いバリヤを越えて左の方向へ進み図示
されていないポテンシヤル井戸に流れる。右方向
への転送はクロツク電極１４の下にあるより高い
ポテンシヤルバリヤによつて阻止される。次いで
V13が元の高レベルに戻り、G1が低レベルになる
（t2）。このときのポテンシヤル分布が第１０ａ図
２に示されている。この状態で、電荷パケツト４
２を隣の低いポテンシヤル井戸４６に転送するこ
とは可能ではある。しかしながら、本発明の場
合、信号パケツト４２は電極１５の下にクロツク
G1，G2の１サイクル以上の間留まる。“空の”タ
ンク４６は電荷パケツト４１と同様にt3で（第１
０ａ図、３参照）左の方向へ転送される。先の実
施例に関して述べた方法と同じようにして、電荷
転送の間に電荷パケツト４１中にも形成されるス
ミア電荷が、“空の”タンク４６に蓄積される。
t4で、G1とG2がそれぞれ高レベルと低レベルに
変化する。このときのポテンシヤル分布は第１０
ａ図４の実線で示される。t5で、V15は低レベル
に変化し、その結果、クロツク電極１５の下のポ
テンシヤル井戸のレベルは上昇する。このレベル
は第１０ａ図４の破線で示される。電極１５の下
に保持された電荷パケツト４２は左方向へ転送さ
れ、電極１３の下にある前述の空のポテンシヤル
に転送される。第１０ａ図５（点線）で示される
次段では、電荷パケツト４２は再びこの点から左
の方向へシフトされる。クロツク電極１５の下の
“空の”ポテンシヤル井戸は、次の信号パケツト
４３によつてこの段ではまだ満たされていない
が、スミア電荷の発生に対しては“空の”タンク
４６と同様に用いることができる。第１０ａ図６
の点線は、このスミア電荷が独立したパケツトと
して左の方向へシフトとする様子を示している。
第１０ａ図では示されていない次の段に於いて
は、信号パケツト４３も電荷転送される。
この方法に於いては、２個の連続信号電荷の間
で、スミア電荷が発生するたびに参照信号を発生
させる一方、信号パケツトを順時に電荷転送に加
えることができる。電荷転送の方向は、完全に信
号G1とG2により決まる。この事実によつて、全
ての信号電荷が保持部分に転送されたときには、
保持部分に形成されるスミア電荷をドレイン領域
３８（第７図）を介して排出させることができ
る。これを示すために、第１０図ｂはこれらの残
留電荷を除去する間の各時点でのポテンシヤル分
布を示している。第１１ｂ図はそれに対応するク
ロツク電圧を示す。
第１０ｂ図１は、全ての信号電荷がセンサ部に
保持されていて、スミア電荷４９，５０，５１の
みが電極１３，１７等の下のポテンシヤルにある
保持部に保持されている状況を示している。この
状況は実線で示されていてこれらの電極での高電
圧レベルに対応している。t6（第１１ｂ図）で、
V13，V17等が低レベルに変化し、その結果電極
１３，１７，…の下のポテンシヤルが第１０ｂ図
１の点線で示されるレベルに上昇する。G1が低
レベルの時はG2は高レベルにあるので、例えば、
電極１２の下のポテンシヤルバリヤが高レベルの
とき電極１４の下は低レベルになり、電荷４９は
右の方向へシフトされる。同時にパケツト５０と
５１も又右方向つまり、ドレイン領域３８（第７
図）の方向に転送される。電荷の転送が終わると
V13，V17等は高レベルに戻る。第１１ｂ図から
判るように、V13は以後高レベルを保つ。t7で、
V15…は低レベルに落ち、G1とG2はそれぞれ高レ
ベルと低レベルになる。電荷４９と５０は、第１
０ｂ図２の破線で示されるように、再び右方向へ
１位置分シフトされる。シフトレジスタ３２の入
力IMはもはや変化しないので、電極１３の下の
ポテンシヤル井戸５２には何の電荷も転送される
ことはない。第１０ｂ図３は、どのようにして電
荷４９，５０が再び１位置だけシフトされるかと
いう事実を点線で示している。この転送の間電極
１３の下のポテンシヤル５２は変化せず、電極１
５の下のポテンシヤル井戸５３には何のスミア電
荷も捕集されない。
同様にして、第１０ｂ図４及び第１０ｂ図５
は、どのようにしてパケツト４９がさらに右方向
へ転送され、そして電極１３，１５，１７等の下
にある先のポテンシヤル井戸５２，５３，５４，
５５が、第１１ｂ図に示されるように、これらの
電極での電圧が変化しないので、空のままである
ことを示している。パケツト４９がセンサ部から
完全に転送された後、スミア電荷及び暗電流がド
レイン領域３８を介して排出され、そして再び画
像がセンサ部によつて信号電荷のパターンに変換
される。
ここまでに述べてきた実施例はすべてフレーム
転送（FT）型の電荷結合撮像装置であつた。し
かしながら、本発明は、前述したスミア効果によ
つて画像のブルーリング（blurring）が生じる全
ての他の既知の電荷結合撮像装置に用いても良い
結果を得ることができる。これを示すために、第
１２図は４×５の素子のみからなるマトリツクス
を示しているが、実際の装置に於いては数多くの
素子が両方向に存在していることは説明するまで
もなく明らかであろう。この装置は行方向と列方
向に配置されたセンサ６０の２次元のパターンか
ら構成されている。これらの素子に於いて光電流
は局所的な放射線強度に比例し、蓄積期間に蓄積
される。電荷結合素子の形での垂直方向の読みだ
しレジスタ６１は列と列の間に配置されている。
簡単化のために、電荷結合素子６０からなる転送
チヤンネルのみが示され、クロツク電極は省略さ
れている。マトリツクスの下には、信号を取り出
す出力アンプ６２からなる水平読み出しレジスタ
５が配置されている。このマトリツクスの右側に
は、シフトレジスタ３２が配置され、CCDレジ
スタ６１が上述のアコーデイオンモードの１つに
従つて駆動される。矢印６３は、クロツク電極が
シフトレジスタ３２によつて駆動されることを意
味している。
感光素子（ピクセル）６０の間のピツチは、既
知のインターレーシングモードに於いてチヤンネ
ル６１のビツト当りに２個のピクセルが存在する
ように選択されている。それ故、もしレジスタ６
１が転送中４相CCDとして動作するのであれば、
１個のピクセル６０が２個のクロツク電極に対応
することになる。しかしながら、例えば、高垂直
分解能が要求される場合、ピクセル密度はアコー
デイオン原理によつて倍にすることができる。こ
のとき各ピクセルは１個の電極のみに対応し、信
号電荷は１個置きの電極に保持される。
動作中は、蓄積期間の最後で、信号パケツトの
パターンの全部又は半分が電荷結合素子に転送さ
れる。最下端のラインが読み出しレジスタ５ｂに
到達すると、残りのラインはそれらの位置を変え
ない。次のラインをシフトする前に、最も下側の
画像ラインが保持されている位置で、上述した方
法と同様にして“空の”ポテンシヤル井戸を発生
させ、そのポテンシヤル井戸を読み出しレジスタ
５ａに転送し、読み出し時に参照信号として使用
されるスミア電荷を捕集する。画像ラインの電荷
パケツトと参照電荷は、各々、レジスタ５ａと５
ｂを左の方向へ転送され、差動的に読みだされ
る。一方、次の画像ラインがレジスタ６１中を下
の方向に、読み出しレジスタ５の方向へ新しい参
照信号ラインを従えて転送される。これらのライ
ンは先行するラインの最後の信号が読み出された
後レジスタ５に導入される。
同様な方法で、マトリツクス全体が読み出さ
れ、参照信号ライン１本が、レジスタ６１に保持
されている２本の連続する画像ラインの間毎に形
成される。前述の実施例と同様な方法で、最後の
画像ライン後の“空の”ラインに於ける最上端の
画像ラインの転送中に捕集され、それ故信号電荷
がレジスタ６１に転送される前にすでに存在して
いるスミア電荷も又除去することができる。例え
ば、マトリツクスの上側にドレイン領域６４（図
中破線で示されている）を設けても良い。例えば
前述の実施例と同様にして転送方向を逆にするこ
とによつて、当該電荷がレジスタ６１に保持され
る前に、当該電荷をドレイン領域６４から排出さ
せることができる。
第１図の実施例に於いては、画像信号の各ライ
ン毎にスミア電荷に対応したラインを発生させて
いる。これらの参照電荷のラインは保持部に於て
画像信号のラインの間に蓄積される。このこと
は、保持部の蓄積容量がスミア補償のない従来の
装置のそれの２倍なければならないことを意味
し、実際上、半導体表面領域をかなり必要とする
ことを意味する。
多くの場合、例えばスミア補償についてはそれ
ほど厳しい要求がない場合、１本の参照ラインを
複数の信号線に対して発生させることで充分であ
る。このことが第１３図に線図的に示されてい
る。この図にはセンサ部３、保持部４及び出力レ
ジスタ５，５′が示されている。センサ部は、６，
７，８；７６，７７，７８，８６，８７，８８と
いうようにグループ毎に番号付けされていて、こ
の例では各グループが３本のラインから構成され
ている数多くの画像信号ラインからなる。転送
中、スミア電荷の１本の参照ラインは、３本の画
像信号ラインからなる一つのグループについての
み発生する。保持部４に於いては、画像信号ライ
ンの他に参照電荷ライン７０，７１，７２も又蓄
積され、ライン７０は画像信号ライン６，７、及
び８の参照ラインとなり；ライン７１は画像信号
ライン７６，７７，７８の参照ラインとなり、ラ
イン７２は画像信号ライン８６，８７及び８８の
参照ラインとなる。
この実施例に於いては、図示の９本の画像信号
ラインに対して、わずか３本の参照電荷ラインし
か必要とされないが、このことは保持部４に附加
しなければならない面積が、各画像信号ライン毎
に参照ラインを発生させる装置の場合に比較し
て、1/3に減ぜられることを意味する。当然、多
くの場合に於いて、例えば５本又はそれ以上、例
えば10本の画像信号ラインに対してわずか１本の
参照ラインで済ませることも可能である。この場
合には必要とする半導体表面の面積を著しく減ず
ることができる。
画像信号ラインと参照ラインはこの場合も水平
読み出しレジスタ５及び５′の手段によつて差動
的に読み出される。この目的のために、ライン７
０は先ずレジスタ５を経由して（矢印７３，７４
で示されるように）最下端のレジスタ５′に転送
される。画像信号はアンプ７５の出力端０から取
り出される。参照ライン７０も画像信号ライン７
及び８に対して用いられるので、ライン７０の信
号は保持部に保持されるべきである。この目的の
ために、例えば、参照信号がフイードバツク回路
８０と閉じたスイツチ８１を介してレジスタ５′
の他の端で再び入力されるという既知の方法によ
り、レジスタ５′自身を使用することが可能であ
る。ライン６が読み出されて次の画像信号ライン
７がレジスタ５に転送されるとき、レジスタ５′
は再び参照ライン７０によつて満たされる。この
プロセスは画像信号ライン８についても繰り返さ
れる。このライン８が読み出されるとスイツチ８
１を開くこと等によつてレジスタ５′は空にされ、
その結果参照電荷はもはや導入されず、レジスタ
５′は次の参照ライン７１を受け入れる用意がな
される。
本発明はここに開示した実施例に限定されず、
さらに多くの変形例が本発明の範囲内で当業者に
より考えられることは明らかである。例えば、本
発明はライン転送型の既知の電荷結合装置にも使
用することができる。
さらに、本発明の装置は蓄積期間中は１個のピ
クセルがｍ本の電極に対応しているｍ相CCDと
して、転送期間中は１個のピクセルがｎ本の電極
に対応している（ｎはｍより小さい整数）ｎ相
CCDとして動作させ、かつその際、蓄積期間の
最後と転送直前の時点で、蓄積期間中のＰ個のピ
クセルを転送中の（Ｐ＋１）個のピクセルに対応
させる方法でピクセルを圧縮させるようにして動
作させることも可能である。その時転送中に付加
されるピクセルはスミア電荷の参照信号に用いる
ことができる。実際の実施例では、蓄積期間に於
いては１個のピクセルは４本の電極（４相
CCD）、つまり12本の電極に対して３個のピクセ
ルが存在するように構成されている。蓄積期間の
後には、これらのピクセルは各ピクセルが３本の
電極に対応するように圧縮される。当該12本の電
極は３＋１＝４個のピクセル、第４番目のピクセ
ルは信号電荷を構成せず単にスミア電荷とリーク
電荷を構成している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、動作中多くの時点での本発明による
FTセンサを示したもので、第２ａ図は、受光部
の一部を示す断面図で、第２ｂ図は、動作中のい
くつかの時点でのこの部分に於けるポテンシヤル
分布を示し、第３図は、この装置の回路図を示
し、第４ａ図及び第４ｂ図は、時間ｔの函数とし
て動作中に印加されるクロツク電圧を示し、第５
図は、この装置と関係するスイツチに使用される
シフトレジスタの一段のブロツク回路を示し、第
６図は、第５図に対応する実施例の回路図を示
し、第７図は、本発明によるFTセンサの第２実
施例のブロツク回路図を示し、第８図は、時間ｔ
の函数としてこの装置に印加されるクロツク電圧
を示し、第９図は、本発明のセンサの別の実施例
を示し、第１０ａ図及び第１０ｂは、動作時のい
くつかの時点でこのセンサに発生するポテンシヤ
ル分布を示し、第１１ａ図及び第１１ｂ図は、時
間ｔの函数としてこの装置に印加されるクロツク
電圧を示し、第１２図は、インターライン型の電
荷結合撮像装置の回路図を示し、第１３図は、本
発明のFTセンサの別の実施例の回路図を示す。 １……CCD撮像装置、２……電荷結合素子、
３……撮像部、４……保持部、５……読み出しレ
ジスタ、６〜９……画像信号ライン、６′〜９′…
…参照ライン、１１……半導体本体、１２〜１８
……クロツク電極、２０，２１……ライン、２
２，３５……スイツチ、２３……バリア、２６，
２８，４６，４７，５２〜５５……ポテンシヤル
井戸、２４，２５，２７，３０……信号電荷パケ
ツト、２９……参照電荷パケツト、３２……シフ
トレジスタ、３３，３４……インバータ、３６，
３７……電源、３８……領域、３９……接続線、
４１〜４５……信号電荷、４９〜５１……スミア
電荷、６０……感光素子、６１……レジスタ、６
２……出力アンプ、６４……ドレイン領域、７６
〜７８，８６〜８８……画像信号ライン、７０〜
７２……参照電荷ライン、７５……アンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 撮像された像の信号の転送時に、撮像された
    像の局所的なインテンシテイを示す２個の連続す
    る信号電荷パケツトの間に、当該電荷の転送中に
    捕集されるスミア電荷と暗電流電荷とを示す参照
    電荷パケツトが転送される電荷転送チヤンネルを
    有している電荷結合素子を具備する半導体本体を
    有しているCCD撮像装置に於いて、 (a) ポテンシヤルバリアによつて互いに分離され
    ていてかつ２個の当該信号電荷パケツトが保持
    されている２個のポテンシヤル井戸を、当該電
    荷を転送する前に、前記チヤンネル内に発生さ
    せ、 (b) 次に電荷転送開始の時点で前記信号電荷パケ
    ツト間の距離を、これらのうちの少なくとも１
    個の信号電荷パケツトの位置を変位させること
    により拡大させ、 (c) これらの信号電荷パケツト間に前記電荷転送
    の際にも転送される第３のポテンシヤル井戸を
    発生させて前記参照電荷パケツトを形成する、 手段が設けられていることを特徴とするCCD撮
    像装置。 ２ 前記手段が、当該電荷転送の開始時に於ける
    ２個の信号電荷パケツトの間の距離を、電荷転送
    の方向で見て２個の当該信号電荷パケツトのうち
    の前方の信号電荷パケツトの位置を変位させ、後
    方の信号電荷パケツトの位置は変化させないで、
    拡大させることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載のCCD撮像装置。 ３ 前記第３のポテンシヤル井戸を形成した後、
    このポテンシヤル井戸に形成される前記参照電荷
    パケツトを、前記電荷転送方向に移動させ、その
    結果、前記参照電荷パケツトと後方の信号パケツ
    トとの間の距離が、この後方の信号電荷パケツト
    がその位置を変える前に、拡大することを特徴と
    する特許請求の範囲第２項記載のCCD撮像装置。 ４ 全ての信号電荷がこの電荷結合素子又はその
    一部分から除去された後、この一部分に捕集され
    たリーク電流及び／又はスミアによる残留電荷
    を、次のフレームの信号電荷がこの電荷結合素子
    に捕集される前に排出する手段がさらに設けられ
    ていることを特徴とする前項の何れかに記載され
    たCCD撮像装置。 ５ ｎをｍより大としたとき、前記電荷結合素子
    を信号電荷の蓄積時にはｍ相素子として動作さ
    せ、電荷転送時にはｎ相素子として動作させ、転
    送時、電荷パケツトの混合を避けるために、一連
    の電荷パケツトに於いて、電荷パケツトの転送を
    常に先の電荷パケツトより後に行い、つまり、先
    行する電荷パケツトからの距離が充分大きく、少
    なくとも２個の連続する信号電荷の間の距離が、
    これらの信号電荷の間に参照電荷が発生する前記
    第３のポテンシヤル井戸を誘起させるのに充分な
    距離になる時のみその転送を行う点と、先頭の信
    号電荷と参照電荷との間の距離及び参照電荷とそ
    れに後続する信号電荷との間の距離を、この後続
    信号電荷が転送される前に先ず充分に大きくさせ
    なければならないことを特徴とする前項の何れか
    に記載のCCD撮像装置。 ６ 前記電荷結合素子が、入射放射線に対して遮
    蔽されていて、かつ前記信号及び参照電荷が、そ
    れらが読み出される前に保持される保持部を有
    し、転送時にはこの保持部はｎ相素子として動作
    し、蓄積時にはｍ相素子として動作することを特
    徴とする特許請求の範囲第５項記載のCCD撮像
    装置。 ７ 前記撮像装置が平行に隣り合う電荷結合素子
    系を有するフレーム転送型であつて、この系が撮
    像された像を電荷パケツトのパターンに変換する
    撮像部と、前記電荷パケツトのパターンと当該参
    照電荷パケツトとを保持する保持部とを有して構
    成されていることを特徴とする前項何れかに記載
    のCCD撮像装置。 ８ 前記保持部が、前記撮像部の電荷保持位置の
    約２倍の電荷保持位置を有し、前記参照電荷パケ
    ツトのラインを、前記信号電荷パケツトのライン
    の各対の間に保持する事が可能である事を特徴と
    する特許請求の範囲第５項記載のCCD撮像装置。 ９ Ｐ本（Ｐ≧２）の像信号ラインについて参照
    信号ラインを１本のみ形成し、Ｐ本の像信号ライ
    ンからなる各グループを読み出す間、関連する参
    照電荷ラインを保持することのできる保持手段を
    設けたことを特徴とする前項の何れかに記載の
    CCD撮像装置。 １０ 信号電荷を完全に電荷結合素子の当該部分
    から転送させた後、撮像部の電荷転送の方向を反
    転させ、その結果、残留しているスミア電荷を排
    出させることが出来ることを特徴とする特許請求
    の範囲第４及び５項に記載のCCD撮像装置。 １１ 電荷結合素子の当該部分から完全に信号電
    荷を転送させた後、撮像部に残留している電荷を
    半導体本体から排出するために電圧を印加するこ
    とが出来るようになされていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載のCCD撮像装置。 １２ 撮像された像の信号の転送時に、撮像され
    た像の局所的なインテンシテイを示す２個の連続
    する信号電荷パケツトの間に、当該電荷の転送中
    に捕集されるスミア電荷と暗電流電荷とを示す参
    照電荷パケツトが転送される電荷転送チヤンネル
    を有している電荷結合素子を具備する半導体本体
    を有しているCCD撮像装置に於いて、 (a) ポテンシヤルバリアによつて互いに分離され
    ていてかつ２個の当該信号電荷パケツトが保持
    されている２個のポテンシヤル井戸を、当該電
    荷を転送する前に、前記チヤンネル内に発生さ
    せ、 (b) 次に電荷転送開始の時点で前記信号電荷パケ
    ツト間の距離を、これらのうちの少なくとも１
    個の信号電荷パケツトの位置を変位させること
    により拡大させ、 (c) これらの信号電荷パケツト間に前記電荷転送
    の際にも転送される第３のポテンシヤル井戸を
    発生させて前記参照電荷パケツトを形成する、 手段が設けられていることを特徴とするCCD撮
    像装置を備えたカメラ。
JP62293868A 1986-11-27 1987-11-20 Ｃｃｄ撮像装置及びそれを備えたカメラ Granted JPS63155962A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8603008A NL8603008A (nl) 1986-11-27 1986-11-27 Ccd-beeldopneeminrichting.
NL8603008 1986-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63155962A JPS63155962A (ja) 1988-06-29
JPH0377715B2 true JPH0377715B2 (ja) 1991-12-11

Family

ID=19848892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62293868A Granted JPS63155962A (ja) 1986-11-27 1987-11-20 Ｃｃｄ撮像装置及びそれを備えたカメラ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4951148A (ja)
EP (1) EP0273486B1 (ja)
JP (1) JPS63155962A (ja)
KR (1) KR960012061B1 (ja)
AU (1) AU603159B2 (ja)
DE (1) DE3772737D1 (ja)
NL (1) NL8603008A (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02301270A (ja) * 1989-05-15 1990-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 固体撮像素子のスミア除去回路
US5258846A (en) * 1990-02-05 1993-11-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha CCD imager including serially connected inverter circuits connected in parallel to charge transfer elements
US5053615A (en) * 1990-04-06 1991-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Correction algorithm for contiguous CCD elements leakage
KR930002818B1 (ko) * 1990-05-11 1993-04-10 금성일렉트론주식회사 Ccd 영상소자
US5276341A (en) * 1990-05-11 1994-01-04 Gold Star Electron Co., Ltd. Structure for fabrication of a CCD image sensor
JPH05130525A (ja) * 1991-11-07 1993-05-25 Fuji Film Micro Device Kk 固体撮像装置とその駆動方法
KR970705894A (ko) * 1995-06-23 1997-10-09 요트.게.아.롤페즈 CCD 이미저를 동작시키는 방법과 이러한 방법을 수행시키기에 적합한 CCD 이미저(Method Of operating a CCD imager, and CCD imager suitable for the imple-mentation of such a method)
JP2803607B2 (ja) * 1995-09-29 1998-09-24 日本電気株式会社 固体撮像装置
EP0888685B1 (en) * 1996-10-03 2004-12-29 Dalsa Corporation Charge coupled imaging device, and method of operating such a device
JP2008288987A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Fujifilm Corp Ｃｃｄ型固体撮像素子の駆動方法並びに撮像装置
US8760543B2 (en) 2011-09-26 2014-06-24 Truesense Imaging, Inc. Dark reference in CCD image sensors
US8987788B2 (en) 2011-09-26 2015-03-24 Semiconductor Components Industries, Llc Metal-strapped CCD image sensors

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3931463A (en) * 1974-07-23 1976-01-06 Rca Corporation Scene brightness compensation system with charge transfer imager
US4064533A (en) * 1975-10-24 1977-12-20 Westinghouse Electric Corporation CCD focal plane processor for moving target imaging
US4032976A (en) * 1976-04-16 1977-06-28 Rca Corporation Smear reduction in ccd imagers
US4178614A (en) * 1978-08-24 1979-12-11 Rca Corporation Readout of a densely packed CCD
US4490744A (en) * 1982-06-30 1984-12-25 Rca Corporation Smear reduction technique for CCD field-transfer imager system
JPS5999882A (ja) * 1982-11-27 1984-06-08 Hitachi Ltd 固体撮像装置
NL8301977A (nl) * 1983-06-03 1985-01-02 Philips Nv Ladinggekoppelde beeldopneeminrichting en geheugeninrichting met hoge bitdichtheid.
NL8401312A (nl) * 1984-04-24 1985-11-18 Philips Nv Ladingsgekoppelde inrichting.
NL8401311A (nl) * 1984-04-24 1985-11-18 Philips Nv Ladingsgekoppelde halfgeleiderinrichting met dynamische besturing.
US4584609A (en) * 1985-04-15 1986-04-22 Rca Corporation Parallel-input/serial output CCD register with clocking noise cancellation, as for use in solid-state imagers
US4731656A (en) * 1986-06-30 1988-03-15 Rca Corporation Solid state imager with transfer smear suppression for moving and stationary images

Also Published As

Publication number Publication date
KR960012061B1 (ko) 1996-09-11
JPS63155962A (ja) 1988-06-29
EP0273486A1 (en) 1988-07-06
DE3772737D1 (de) 1991-10-10
AU8168487A (en) 1988-06-02
NL8603008A (nl) 1988-06-16
AU603159B2 (en) 1990-11-08
EP0273486B1 (en) 1991-09-04
KR880006919A (ko) 1988-07-25
US4951148A (en) 1990-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4032976A (en) Smear reduction in ccd imagers
GB2151878A (en) Charged coupled device imagers with partitioned registers
US4731656A (en) Solid state imager with transfer smear suppression for moving and stationary images
JPH0377715B2 (ja)
JPH04262679A (ja) 固体撮像素子の駆動方法
JP2007295230A (ja) 固体撮像装置およびその駆動方法、カメラ
US4551758A (en) Image pick-up device and system
JP2000503195A (ja) 電荷結合撮像装置及びその動作方法
US5796432A (en) Method of and apparatus for solid state imaging device
EP0523781A2 (en) Charge-coupled imaging device and camera provided with such an imaging device
JPH0265380A (ja) 撮像装置
JPS63177664A (ja) 電子スチルカメラ
JPS62166662A (ja) Ｃｃｄ撮像装置
JPH10285467A (ja) 撮像装置
JPS59105780A (ja) 撮像装置
JPH07264490A (ja) 電荷結合撮像装置及びそのような電荷結合撮像装置を備える撮像器
JPH0654259A (ja) Ｆｉｔ型固体撮像装置
EP0471546A1 (en) One-dimensional T.D.I. operation solid-state imager
JPS60167579A (ja) 電荷移送型固体撮像素子
JPS63294080A (ja) 固体撮像装置
US4701798A (en) Electronic still camera system with differential error-correcting means
JP2900382B2 (ja) 固体撮像装置
JP2513177B2 (ja) 固体撮像素子
JP2534105B2 (ja) 固体撮像装置及びその信号読出し方法
JPH01125073A (ja) 固体撮像装置